專利名稱：對柱面進行干涉檢測的鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種對柱面進行干涉檢測的鏡頭。
背景技術(shù)：
一般的光學(xué)系統(tǒng)是由透鏡、棱鏡、反射鏡等光學(xué)零件組成，其面形通常是由球面，平面以及非球面等。柱面鏡可以看成是一種非軸對稱的特殊非球面，它在一維提供最大光焦度，在與其正交的另一維等同于一平面。這個特點使其在一些特殊領(lǐng)域獲得重要應(yīng)用，如眼科學(xué)中用柱面鏡矯治一些眼科疾病、電影設(shè)備中的寬屏幕放映機、激光科學(xué)中的激光光斑整形等。隨著科學(xué)的發(fā)展，柱面鏡的應(yīng)用領(lǐng)域在不斷擴大(如光學(xué)數(shù)據(jù)處理、X光掠入射成像等)，其精度要求也越來越高，但由于柱面鏡沒有旋轉(zhuǎn)對稱軸，對它的加工和檢測特別是高精度的加工和檢測極其困難。柱面鏡的檢測方法主要有利用顯微鏡的刀口法、球面樣板法、量規(guī)比較法、柱徑儀 法、柱面樣板法、輪廓儀法、用有標(biāo)準(zhǔn)柱面鏡的激光柱面干涉儀、柱面轉(zhuǎn)動法及輔助平面法、光纖法等。其中利用顯微鏡的刀口法、量規(guī)比較法、柱徑儀法、柱面轉(zhuǎn)動法只能測柱面鏡的曲率半徑，不能檢測柱面面形；輪廓儀法一般只能檢測精度要求不高的柱面；輔助平面法、光纖法只能對小相對孔徑的柱面有效，且對輔助元件有特殊要求；因此常用的檢測方法只有球面樣板法、柱面樣板法，不過球面樣板只能檢凹面，柱面樣板法需要柱面樣板。高精度的面形測量方面常用的是干涉測試技術(shù)，它以波長為計量單位，依次變化的面形信息存儲在干涉圖中，通過對干涉圖計算分析就可以求解出面形的誤差。采用柱面鏡組的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭與干涉儀配合使用檢測柱面的方法，柱面透鏡組在設(shè)計、加工以及裝配上都存在一定的難度，柱面透鏡組一般采用共軸柱面系統(tǒng)1、透鏡組的各種加工誤差的存在使得裝配時的結(jié)構(gòu)參數(shù)與設(shè)計結(jié)果中的結(jié)構(gòu)參數(shù)之間存在偏差，從而對系統(tǒng)整體的波面質(zhì)量造成影響；2、裝配時很容易因為存在結(jié)構(gòu)失調(diào)而影響系統(tǒng)的波面質(zhì)量，所以系統(tǒng)中對透鏡的偏心、傾斜、透鏡之間空氣間隔都有嚴格的要求。采用計算全息圖的來產(chǎn)生柱面波與干涉儀配合使用檢測柱面的測量、計算和一般的干涉測量方法一樣。雖然全息圖具有高精度、低噪聲，易于復(fù)制等特點，給生產(chǎn)測試帶來許多便利，但在實際中這種方法仍有一些問題。主要缺點是他需要衍射效率高，質(zhì)量特別好的膠片。如果測試光與參考光不匹配，干涉圖的可見度將下降。具有10%衍射效率的玻璃基計算全息圖給出的光強輸入輸出比是100:1。如果離子刻蝕，衍射效率將增加到40%。但若要衍射效率超過40%，那么計算全息圖的制作將更加復(fù)雜。由于常規(guī)制作全息圖的方法過于繁瑣，故人們僅僅將它應(yīng)用大批量或精度要求非常高的生產(chǎn)測試中，而電子束或激光刻寫設(shè)備的價格昂貴，不以普及。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)合理，檢測性能好的對柱面進行干涉檢測的鏡頭。[0008]本實用新型的技術(shù)解決方案是一種對柱面進行干涉檢測的鏡頭，其特征是包括標(biāo)準(zhǔn)平晶，標(biāo)準(zhǔn)平晶后設(shè)置平凸柱面鏡；平 凸柱面鏡的柱面在前，平面在后，且柱面為環(huán)形面。標(biāo)準(zhǔn)平晶兩個面之間有一 2’夾角，其中第一個面為標(biāo)準(zhǔn)平面，面形精度PV值優(yōu)于λ/20，第二面為一般平面，面形精度ρν值優(yōu)于λ/10。本實用新型結(jié)構(gòu)合理，并具有下列優(yōu)點I、利用單一的環(huán)形面柱面鏡作為準(zhǔn)直物鏡產(chǎn)生柱面光，降低了柱面鏡組元件的個數(shù)，大幅降低了柱面鏡組裝校的難度。2、含環(huán)形面的柱面鏡可以通過現(xiàn)有的技術(shù)手段單點金剛石車削技術(shù)進行加工，再輔以適當(dāng)?shù)膾伖饪梢赃_到很高的面形精度，很好的用于可見光系統(tǒng)。3、光學(xué)元件較少，反射面較少，從而較少了雜散光，減輕了鏡頭的長度和重量，提高了干涉圖的質(zhì)量。
以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型作進一步說明。圖I、圖2是本實用新型標(biāo)準(zhǔn)柱面鏡頭在兩個不同正交方向的光路投影圖。圖3、圖4是本實用新型標(biāo)準(zhǔn)柱面鏡頭在檢測柱面時兩個不同正交方向的光路投影圖。
具體實施方式
一種對柱面進行干涉檢測的鏡頭，包括標(biāo)準(zhǔn)平晶1，標(biāo)準(zhǔn)平晶后設(shè)置平凸柱面鏡
2;平凸柱面鏡的柱面在前，平面在后，且柱面為環(huán)形面。標(biāo)準(zhǔn)平晶兩個面之間有一 2’夾角，其中第一個面為標(biāo)準(zhǔn)平面，面形精度ρν值優(yōu)于λ/20，第二面為一般平面，面形精度ρν值優(yōu)于λ/10。出射的光束通過平凸柱面鏡，柱面在前，平面在后，為了校正像差，一般的柱面不能滿足要求，需要采用環(huán)形面，使出射光束成為一理想柱面波，會聚后交點為一直線。從干涉儀出射的平行光束射到平晶的標(biāo)準(zhǔn)面上，一部分光反射一部分透射，透射光仍為平行光，再入射到含環(huán)形面的平凸柱面鏡后，會聚成一條交線，將待測柱面的軸線和交線重合，從待測柱面返回的光經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)鏡頭后與從標(biāo)準(zhǔn)平晶的標(biāo)準(zhǔn)面反射的光形成干涉，即可對待測柱面進行干涉檢測。環(huán)形面通過一個在yz或XZ平面的曲線來定義，其表達式為
權(quán)利要求1.一種對柱面進行干涉檢測的鏡頭，其特征是包括標(biāo)準(zhǔn)平晶，標(biāo)準(zhǔn)平晶后設(shè)置平凸柱面鏡；平凸柱面鏡的柱面在前，平面在后，且柱面為環(huán)形面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的對柱面進行干涉檢測的鏡頭，其特征是標(biāo)準(zhǔn)平晶兩個面之間有一 2’夾角，其中第一個面為標(biāo)準(zhǔn)平面，面形精度pv值優(yōu)于λ/20，第二面為一般平面，面形精度ρν值優(yōu)于λ/10。
專利摘要本實用新型公開了一種對柱面進行干涉檢測的鏡頭，包括標(biāo)準(zhǔn)平晶，標(biāo)準(zhǔn)平晶后設(shè)置平凸柱面鏡；平凸柱面鏡的柱面在前，平面在后，且柱面為環(huán)形面。本實用新型結(jié)構(gòu)合理，利用單一的環(huán)形面柱面鏡作為準(zhǔn)直物鏡產(chǎn)生柱面光，降低了柱面鏡組元件的個數(shù)，大幅降低了柱面鏡組裝校的難度；含環(huán)形面的柱面鏡可以通過現(xiàn)有的技術(shù)手段單點金剛石車削技術(shù)進行加工，再輔以適當(dāng)?shù)膾伖饪梢赃_到很高的面形精度，很好的用于可見光系統(tǒng)；光學(xué)元件較少，反射面較少，從而較少了雜散光，減輕了鏡頭的長度和重量，提高了干涉圖的質(zhì)量。
文檔編號G01B9/02GK202747999SQ20122043240
公開日2013年2月20日 申請日期2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月28日
發(fā)明者孫玉娟, 蔡燕華, 薛海燕, 潘寶珠, 錢煜, 胡建軍, 王偉 申請人:江蘇宇迪光學(xué)股份有限公司